KR101482695B1 - Organic thin film transistors, organic light-emissive devices and organic light-emissive displays - Google Patents

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Abstract

소스 및 드레인 전극의 증착 단계와 상기 소스 2 및 드레인 4 전극 표면에, 전하의 수용 또는 공여에 의하여 유기 반도체 재료를 화학적으로 도핑하기 위한 도펀트 모이어티 (moiety)와 이 도펀트 모이어티에 결합되고 상기 소스 및 드레인 전극에 선택적으로 결합된 별도의 부착 모이어티를 포함하는 재료로 된 박막 자가 조립형층 14의 형성 단계와, 상기 소스 및 드레인 전극 사이의 채널 영역 중에 용매 및 유기 반도체 재료 8를 함유하는 용액의 증착 단계를 포함하는 유기 박막 트랜지스터의 제작 방법.A dopant moiety for chemically doping the organic semiconductor material by the acceptance or donation of charges and a source electrode coupled to the dopant moiety for depositing source and drain electrodes and on the source 2 and drain 4 electrode surfaces, Forming a thin film self-assembled layer 14 of a material including a separate attachment moiety selectively coupled to a source electrode and a drain electrode; depositing a solution containing a solvent and an organic semiconductor material 8 in a channel region between the source and drain electrodes Wherein the organic thin film transistor includes a first electrode and a second electrode.

Figure 112009081842477-pct00001
Figure 112009081842477-pct00001

Description

유기 박막 트랜지스터, 유기 발광 장치 및 유기 발광 디스플레이 {ORGANIC THIN FILM TRANSISTORS, ORGANIC LIGHT-EMISSIVE DEVICES AND ORGANIC LIGHT-EMISSIVE DISPLAYS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to organic thin film transistors, organic light emitting devices, organic light emitting displays, organic light emitting displays, organic light emitting devices,

본 발명의 목적은 유기 박막 트랜지스터 및 이것의 제작 방법에 관한 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 유기 발광 장치 및 이것의 제작 방법에 관한 것이다. 본 발명의 그 밖의 목적은 유기 박막 트랜지스터와 유기 발광 장치를 포함하는 유기 발광 디스플레이 및 이것의 제작 방법에 관한 것이다.An object of the present invention is to provide an organic thin film transistor and a manufacturing method thereof. Still another object of the present invention relates to an organic light emitting device and a method of manufacturing the same. It is another object of the present invention to provide an organic light emitting display including an organic thin film transistor and an organic light emitting device and a method of manufacturing the same.

트랜지스터는 양방향 접합 트랜지스터와 전계 효과 트랜지스터의 주요한 두 가지 형식으로 나눌 수 있다. 이들 두 가지 형식은 채널 영역 내에 3개의 전극과 그 사이에 배치되는 반도체 재료를 포함하는 공통된 구조를 공유한다. 양방향 접합 트랜지스터의 3개의 전극은 이미터, 콜렉터 및 베이스로 알려져 있고, 전계 효과 트랜지스터의 3개의 전극은 소스, 드레인 및 게이트로 알려져 있다. 양방향 접합 트랜지스터는 이미터와 콜렉터 사이의 전류가 베이스와 이미터 사이의 전류 흐름에 의하여 조절되기 때문에 전류 구동 장치로서 설명될 것이다. 이와는 반대로, 전계 효과 트랜지스터는 소스와 드레인 사이의 전류 흐름이 게이트와 소스 사이의 전압에 의하여 조절되기 때문에 전압 구동 트랜지스터로서 설명되게 된다.Transistors can be divided into two main types: bidirectional junction transistors and field effect transistors. These two types share a common structure including three electrodes and a semiconductor material disposed therebetween in the channel region. Three electrodes of a bidirectional junction transistor are known as emitters, collectors and bases, and three electrodes of a field effect transistor are known as sources, drains and gates. A bidirectional junction transistor will be described as a current drive because the current between the emitter and the collector is controlled by the current flow between the base and the emitter. Conversely, a field effect transistor will be described as a voltage-driven transistor because the current flow between the source and the drain is regulated by the voltage between the gate and the source.

또한 트랜지스터는 이에 포함되는 반도체 재료가 양전하 캐리어 (정공) 또는 음전하 캐리어 (전자) 중 어느 것을 전도하는지에 따라 각각 p형 및 n형으로 분류될 수 있다. 상기 반도체 재료는 그것의 전하의 수용능, 전도능 및 공여능에 따라 선택되게 된다. 상기 반도체 재료의 정공 또는 전자의 수용능, 전도능 및 공여능은 상기 재료에 도핑시킴으로써 증대시킬 수 있다. 또한 소스 및 드레인 전극용 재료는 그것의 정공 또는 전자의 수용능 및 도입능에 따라 선택될 수 있다. 예컨대, p형 트랜지스터 장치는 정공을 수용, 전도 및 공여하기에 효율적인 반도체 재료를 선택하고, 상기 반도체 재료로부터 정공을 도입 및 수용하기에 효율적인 소스 및 드레인 전극용 재료를 선택하여 제작할 수 있다. 상기 반도체 재료의 HOMO 준위를 갖는 전극에서 페르미 준위 (Fermi-level)에 부합되는 양호한 에너지 준위는 정공 도입 및 수용을 증대시킬 수 있다. 한편, n형 트랜지스터 장치는 전자를 수용, 전도 및 공여하기에 효율적인 반도체 재료를 선택하고, 상기 반도체 재료로 전자를 도입하는 것과 상기 반도체 재료로부터 전자를 수용하기에 효율적인 소스 및 드레인 전극용 재료를 선택하여 제작할 수 있다. 상기 반도체 재료의 LUMO 준위를 갖는 전극에서 페르미 준위에 부합되는 양호한 에너지 준위는 전자 도입 및 수용을 증대시킬 수 있다.Transistors can also be classified as p-type and n-type, respectively, depending on whether the semiconductor material contained therein conducts either positive charge carriers (positive holes) or negative charge carriers (electrons). The semiconductor material is selected according to its chargeability, conductivity and donor ability. The acceptability, conductivity and donor ability of the hole or electron of the semiconductor material can be increased by doping the material. Further, the material for the source and drain electrodes can be selected according to their ability to accept and introduce holes or electrons. For example, a p-type transistor device can be manufactured by selecting a semiconductor material that is effective for accepting, conducting, and donating holes, and by selecting materials for source and drain electrodes that are effective for introducing and receiving holes from the semiconductor material. In the electrode having the HOMO level of the semiconductor material, a good energy level corresponding to the Fermi-level can increase the hole introduction and acceptance. On the other hand, the n-type transistor device selects a semiconductor material that is effective for receiving, conducting, and donating electrons, introduces electrons into the semiconductor material, and selects materials for the source and drain electrodes that are effective for receiving electrons from the semiconductor material . A good energy level in accordance with the Fermi level in the electrode having the LUMO level of the semiconductor material can increase the acceptance and acceptance of electrons.

트랜지스터는 박막에 상기 구성 요소들을 증착시킴으로써 박막 트랜지스터를 형성할 수 있다. 이러한 장치 중에 유기 재료를 반도체 재료로서 사용한 경우, 이는 유기 박막 트랜지스터로서 알려져 있다. A transistor can form a thin film transistor by depositing the components in a thin film. When an organic material is used as a semiconductor material among these devices, this is known as an organic thin film transistor.

유기 박막 트랜지스터를 위한 여러 가지 배열들이 알려져 있다. 이러한 장치중 하나는 절연 게이트 전계 효과 트랜지스터로, 소스 및 드레인 전극과 함께 채널 영역 내에서 이들 사이에 배치되는 반도체 재료, 이 반도체 재료에 인접하여 배치되는 게이트 전극 및 상기 채널 영역 내에 상기 게이트 전극과 상기 반도체 재료 사이에 배치되는 절연 재료층을 포함한다. Several arrangements for organic thin film transistors are known. One such device is an insulated gate field effect transistor, comprising a semiconductor material disposed between and within the channel region with source and drain electrodes, a gate electrode disposed adjacent to the semiconductor material, and a gate electrode disposed within the channel region, And an insulating material layer disposed between the semiconductor materials.

상기 유기 박막 트랜지스터의 일례를 도 1에 나타내었다. 도시되어 있는 구조는 기판 (도시되어 있지 않음) 표면에 증착될 수 있고, 그 사이에 위치한 채널 영역 6에 의하여 이격되어 있는 소스 및 드레인 전극 2, 4를 포함한다. 상기 유기 반도체 (OSC) 8은 채널 영역 6 내에 증착되고, 상기 소스 및 드레인 전극 2, 4의 적어도 일부의 위로 연장될 수 있다. 유전체 재료의 절연층 10은 상기 유기 반도체 8 위에 증착되고, 상기 소스 및 드레인 전극 2, 4의 적어도 일부의 위로 연장될 수 있다. 최종적으로, 게이트 전극 12는 상기 절연층 10 위에 증착된다. 상기 게이트 전극 12는 상기 채널 영역 6 위에 위치하고, 상기 소스 및 드레인 전극 2, 4의 적어도 일부의 위로 연장될 수 있다.An example of the organic thin film transistor is shown in Fig. The structure shown includes source and drain electrodes 2, 4 that can be deposited on the surface of a substrate (not shown) and are spaced apart by a channel region 6 located therebetween. The organic semiconductor (OSC) 8 may be deposited in the channel region 6 and extend over at least a portion of the source and drain electrodes 2, 4 . An insulating layer 10 of dielectric material of the organic semiconductor 8 And may extend over at least a portion of the source and drain electrodes 2, 4 . Finally, the gate electrode 12 of the insulating layer 10 ≪ / RTI > The gate electrode 12 is electrically connected to the channel region 6 And extend over at least a portion of the source and drain electrodes 2, 4 .

전술한 구조는 게이트가 장치의 상부측에 위치하기 때문에 탑-게이트 (top-gate) 유기 박막 트랜지스터로 알려져 있다. 또한, 이것은 상기 장치의 저부측(底部側)에 게이트를 제공하여 소위 바텀-게이트 (battom-gate) 유기 박막 트랜지스터를 형성하는 것으로도 역시 알려져 있다. The above-described structure is known as a top-gate organic thin film transistor because the gate is located on the upper side of the device. It is also known to provide a gate on the bottom side of the device to form a so-called battom-gate organic thin film transistor.

상기 바텀-게이트 유기 박막 트랜지스터의 일례를 도 2에 나타내었다. 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 구조간의 관계를 더 명확하게 나타내기 위하여 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 사용하였다. 도 2에 도시되어 있는 바텀-게이트 구조는 기판 1 위에 증착된 게이트 전극 12와 함께 그 위에 증착된 유전체 재료의 절연층 10을 포함한다. 소스 및 드레인 전극 2, 4는 유전체 재료의 절연층 10 위에 증착되어 있다. 상기 소스 및 드레인 전극 2, 4는 상기 게이트 전극 위에서 그들 사이에 위치한 채널 영역 6에 의하여 이격되어 있다. 유기 반도체 (OSC) 8은 채널 영역 6 내에 증착되고, 상기 소스 및 드레인 2, 4의 적어도 일부의 위로 연장될 수 있다.An example of the bottom-gate organic thin film transistor is shown in Fig. In order to more clearly show the relationship between the structures shown in Figs. 1 and 2, the same reference numerals are used for corresponding parts. The bottom-gate structure shown in FIG. 2 includes an insulating layer 10 of dielectric material deposited thereon with a gate electrode 12 deposited on the substrate 1 . The source and drain electrodes 2, 4 are deposited on an insulating layer 10 of dielectric material. The source and drain electrodes 2, 4 are spaced apart by a channel region 6 located therebetween on the gate electrode. An organic semiconductor (OSC) 8 may be deposited in the channel region 6 and extend over at least a portion of the source and drain 2, 4 .

모든 유기 박막 트랜지스터에 의한 한 가지 도전 과제는 상기 소스 및 드레인 전극과 상기 유기 반도체 (OSC) 사이에 양호한 옴 접촉 (ohmic contact)을 보장하는 것이다. 이는 상기 박막 트랜지스터가 구동될 경우, 접촉 저항의 최소화를 위해 요구된다. p 채널 장치에 대하여, 추출 및 도입 장벽을 최소화하기 위한 전형적인 접근 방식은 일 함수가 상기 OSC의 HOMO 준위에 양호하게 부합되는 상기 소스 및 드레인 전극용 재료를 선택하는 것이다. 예컨대, 다수의 통상의 OSC 재료들은 HOMO 준위가 금(金)의 일 함수에 양호하게 부합하여, 금을 상기 소스 및 드레인 전극 재료용의 비교적 양호한 재료로 한다. 이와 유사하게, n 채널 장치에 대하여는, 추출 및 도입 장벽을 최소화하기 위한 전형적인 접근 방식은 일 함수가 상기 OSC의 LOMO 준위에 양호하게 부합되는 상기 소스 및 드레인 전극용 재료를 선택하는 것이다. One challenge with all organic thin film transistors is to ensure good ohmic contact between the source and drain electrodes and the organic semiconductor (OSC). This is required for minimizing the contact resistance when the thin film transistor is driven. For a p-channel device, a typical approach for minimizing extraction and introduction barriers is to select a material for the source and drain electrodes, where the work function is well matched to the HOMO level of the OSC. For example, many conventional OSC materials have good conformance of the HOMO level to the work function of gold, making gold a relatively good material for the source and drain electrode materials. Similarly, for n-channel devices, a typical approach for minimizing extraction and introduction barriers is to select materials for the source and drain electrodes that work well with the LOMO level of the OSC.

전술한 배열에 의한 한 가지 문제점은 상기 OSC의 HOMO/LUMO에 부합되는 양호한 에너지 준위의 일 함수를 가질 수 있는 재료들이 비교적 적다는 것이다. 이들 재료의 대다수는 금 등의 고가이고/이거나 상기 소스 및 드레인 전극을 형성하기 위한 증착이 곤란할 수도 있다. 더욱이, 적절한 재료를 이용할 수 있더라도, 그 재료가 목적하는 OSC에 완벽하게 부합되지 않을 수도 있고, 상기 OSC의 변화가 상기 소스 및 드레인용 재료의 변화를 필요로 하는 수도 있다. One problem with the above arrangement is that there are relatively few materials that can have a good energy level work function consistent with the HOMO / LUMO of the OSC. The majority of these materials are expensive such as gold and / or deposition may be difficult to form the source and drain electrodes. Moreover, even if a suitable material is available, the material may not perfectly match the desired OSC, and a change in the OSC may require a change in the material for the source and drain.

한 가지 기지의 해결책은 상기 소스 및 드레인 전극 위에 박막 자가(自家) 조립형 쌍극자층을 마련하여 상기 에너지 준위와의 부합을 향상시키는 것이다. 이론에 구애되는 것은 아니지만, 박막 자가 조립형 쌍극자층은 소스/드레인 전극 재료의 에너지 준위 및/또는 소스/드레인 전극에 가까운 OSC의 에너지 준위를 이동시켜 상기 OSC와 상기 소스/드레인 재료 사이의 에너지 준위가 부합되도록 향상시키는 전계를 제공할 수 있다.One known solution is to provide a self-assembled dipole layer on the source and drain electrodes to improve compliance with the energy level. Though not wishing to be bound by theory, it is believed that the thin film self-assembled dipole layer shifts the energy level of the source / drain electrode material and / or the energy level of the OSC close to the source / drain electrode to form the energy level between the OSC and the source / So that the electric field can be improved.

자가 조립형 쌍극자층을 사용하면, 소스/드레인 재료와 OSC의 에너지 준위 사이의 부합 정도를 향상시킬 수 있으나, 상기 에너지 준위는 이러한 기술을 사용하여 일 전자 볼트의 10분의 몇에 의하여서만 변동될 수 있다. 이와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극에 대하여 사용되는 재료의 종류는 여전히 비교적 한정되어 있다. 재료들은 이들의 공정 친화성을 위하여 선택될 수 있으므로 광범위한 소스 및 드레인 재료를 사용할 수 있는 이점이 있다. 또 한 가지 문제점은 상기 박막 자가 조립형 쌍극자층은 상기 소스/드레인 전극 표면뿐만 아니라 상기 채널 영역 내에 배치되게 되면, 상기 채널 영역 내의 상기 OSC의 성능 특성들에 악영향을 받을 수 있다는 것이다.Using a self-assembled dipole layer, it is possible to improve the degree of conformity between the energy levels of the source / drain material and the OSC, but the energy levels can only be varied by a few tenths of a volt of electrons using this technique have. As described above, the kinds of materials used for the source and drain electrodes are still relatively limited. The materials can be selected for their process compatibility and thus have the advantage of using a wide range of source and drain materials. Another problem is that when the thin film self-assembled dipole layer is disposed within the channel region as well as the source / drain electrode surface, the performance characteristics of the OSC in the channel region may be adversely affected.

선행 기술에서는 유기 박막 트랜지스터의 성능을 향상시키기 위한 기타의 여러 가지 접근 방식들이 사용되어 왔다.Various other approaches have been used in the prior art to improve the performance of organic thin film transistors.

US 제2005/133782호에는, 유기 반도체 및 소스/드레인 전극 표면 사이의 전하 이송을 용이하게 하기 위하여 벤조 니트릴이나 또는 테트라시아노퀴노디메탄 (TCNQ) 등의 치환 벤조 니트릴류를 사용하여 소스/드레인 팔라듐 금속을 도핑하는 방법이 기재되어 있다. 전술한 바 있는 전계 효과를 사용하여 단지 OSC 및/또는 소스와 드레인의 에너지 준위만을 변화시키는 쌍극자층과는 달리, 상기 벤조 니트릴류는 전자를 수용함으로써 상기 OSC를 화학적으로 도핑한다 (p 도핑). 이와 같이, 상기 전극들에 가까운 OSC의 전도성은 증가되고 전하 이송이 전술한 쌍극자층들을 이용하는 것보다 훨씬 더 촉진된다.In US 2005/133782, substituted benzonitriles such as benzonitrile or tetracyanoquinodimethane (TCNQ) are used to facilitate charge transfer between organic semiconductor and source / drain electrode surfaces, and source / drain A method of doping a palladium metal is disclosed. Unlike the dipole layer, which only changes the energy levels of the OSC and / or source and drain using the field effect described above, the benzonitriles chemically dope the OSC by accepting electrons (p-doping). As such, the conductivity of the OSC near the electrodes is increased and the charge transport is much more facilitated than using the dipole layers described above.

US 제2005/133782호에서는, 상기 니트릴류는 특별하게 고안된 기들로 관능화시키지 않고 상기 소스/드레인 금속에 부착하여 직접 사용된다. US 제2005/133782호에는, 상기 도펀트 니트릴기들은 이들 자체로 소스/드레인 팔라듐 금속에 결합할 수 있고, 미결합 도펀트들은 세척함으로써 제거되어 상기 소스/드레인에 부착된 상기 도펀트 니트릴기들을 남기지만, 채널 내부에는 남아있지 않게 할 수 있는 것이 기재되어 있다. In US 2005/133782, the nitriles are directly attached to the source / drain metal without being functionalized with specially designed groups. In US 2005/133782, the dopant nitrile groups themselves are capable of bonding to the source / drain palladium metal and the unbonded dopants are removed by washing leaving the dopant nitrile groups attached to the source / drain, And it can be made not to remain in the channel.

본 발명의 일정의 실시 상태들의 목적은 향상된 유기 박막 트랜지스터와 유기 박막 트랜지스터 중의 소스/드레인 전극과 유기 반도체 재료 사이의 양호한 옴 접촉을 제공하기 위하여 상기 소스/드레인 전극의 향상된 처리 방법을 제공하려는 것이다.It is an object of certain embodiments of the present invention to provide an improved method of processing the source / drain electrodes to provide good ohmic contact between the source / drain electrodes and the organic semiconductor material in the improved organic thin film transistor and organic thin film transistor.

도 6을 참조하여 보면, 유기 발광 장치의 구조가 도시되어 있다. 상기 유기 발광 장치는 투명 유리 또는 플라스틱 기판 100, 예컨대 산화인듐주석제 양극 (anode) 102 와 음극 (cathode) 104로 구성되어 있다. 유기 발광층 103은 양극 102와 음극 104 사이에 제공되어 있다.Referring to FIG. 6, the structure of the organic light emitting device is shown. The organic light emitting device includes a transparent glass or plastic substrate 100 , for example, an anode 102 made of indium tin oxide and a cathode 104 . An organic light emitting layer 103 is provided between the anode 102 and the cathode 104 .

조작시, 정공들은 상기 양극을 통하여 장치 내로 도입되고, 전자들은 상기 음극을 통하여 장치 내에 도입된다. 이들 정공 및 전자는 유기 발광층에 결합되어 여기자 (勵起子, exciton)를 형성하는데, 이 때, 이 여기자는 방사 붕괴 (radiative decay)하여 발광한다 (광검출 장치 내에서 이 공정은 본질적으로 반대로 수행된다). In operation, holes are introduced into the device through the anode, and electrons are introduced into the device through the cathode. These holes and electrons are bonded to the organic light emitting layer to form an exciton, where the excitons are radiatively decayed to emit light (this process is essentially reversed in the light detecting device ).

전하 이송층, 전하 도입층 또는 전하 차단층 등의 또 다른 층들이 양극 102 및 음극 104 사이에 배치되어도 좋다.Other layers, such as a charge transport layer, a charge injection layer, or a charge blocking layer, may be disposed between the anode 102 and the cathode 104 .

특히, 양극 2와 상기 유기 발광층 3 사이에 위치한 도핑된 유기 재료로 형성된 전도성 전공 도입층 105를 제공하여 상기 양극으로부터 반도체 고분자층(들) 내에 정공 도입을 돕는 것이 바람직하다. 도핑된 유기 정공 도입 재료의 예들로서는 폴리(에틸렌 디옥시티오펜) (PEDT), 특히 EP 제0901176호 및 EP 제0947123호에 기재되어 있는 바와 같은 폴리스티렌 술포네이트 (PSS)가 도핑된 PEDT 또는 US 제5723873호 및 US 제5798170호에 기재되어 있는 바와 같은 폴리아닐린을 들 수 있다.In particular, it is desirable to provide a conductive major doping layer 105 formed of a doped organic material located between the anode 2 and the organic light emitting layer 3 to assist in the introduction of holes from the anode into the semiconductor polymer layer (s). Examples of doped organic hole injection materials include poly (ethylene dioxythiophene) (PEDT), especially PEDT doped with polystyrene sulfonate (PSS) as described in EP 0901176 and EP 0947123, 5723873, and polyaniline as described in US-A-5798170.

더욱이, 전도성 정공 도입층 105와 유기 발광층 103 사이에 위치하는 반도체 정공 이송층 106을 제공하는 것이 바람직하다. 좋기로는, 상기 정공 이송층 106은 HOMO 준위가 5.5 eV보다 적거나 같고, 더욱 좋기로는 약 4.8 내지 5.5 eV이다.Further, it is preferable to provide the semiconductor hole transporting layer 106 located between the conductive hole transporting layer 105 and the organic light emitting layer 103 . Preferably, the HOMO level of the hole transport layer 106 is less than or equal to 5.5 eV, and more preferably about 4.8 to 5.5 eV.

유기 발광층 3과 음극 4 사이에 위치하는 전자 이송층은, 이것이 존재하는 경우, LUMO 준위가 약 3 내지 3.5 eV인 것이 좋다.When the electron transporting layer is present between the organic light-emitting layer 3 and the cathode 4 , the LUMO level is preferably about 3 to 3.5 eV.

도시되어 있는 장치의 구조는 역시 역전될 수 있으므로, 양극보다는 오히려 음극이 상기 장치의 저부(底部) 전극을 형성한다.The structure of the device shown may also be reversed so that the cathode rather than the anode forms the bottom electrode of the device.

본 발명의 일정의 실시 상태들의 목적은 향상된 유기 발광 장치 및 저부 전 극과 그 위에 배치되는 유기 반도체 재료 사이의 양호한 옴 접촉을 제공하기 위한 발광 장치의 저부 전극의 향상된 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of certain embodiments of the present invention to provide an improved method of processing a bottom electrode of a light emitting device to provide good ohmic contact between the improved organic light emitting device and the bottom electrode and the organic semiconductor material disposed thereon.

활성 매트릭스 유기 발광 디스플레이는 상기 디스플레이의 화소(畵素)를 형성하는 유기 발광 장치들의 매트릭스를 포함한다. 각 유기 발광 장치는 양극, 음극 및 그 사이에 배치되는 전술한 유기 발광층을 포함한다.The active matrix organic light emitting display comprises a matrix of organic light emitting devices forming the pixels of the display. Each organic light emitting device includes an anode, a cathode, and the above-described organic light emitting layer disposed therebetween.

통상 저장형 캐패시터와 트랜지스터를 포함하는 메모리 소자를 사용하여 이들을 통한 전류 흐름을 변화시킴으로써, 활성 매트릭스 유기 발광 디스플레이의 화소들을 발광 상태와 비발광 상태간에 전환시킬 수 있다. By switching the current flow through them using a memory device, which typically includes a storage capacitor and a transistor, the pixels of the active matrix organic light emitting display can be switched between a light emitting state and a non-light emitting state.

본 발명의 일정의 실시 상태들의 목적은 공통의 기판 표면에 증착되는 박막 트랜지스터와 유기 발광 장치를 포함하는 향상된 활성 매트릭스 유기 발광 디스플레이 및 이것의 향상된 제작 방법을 제공하려는 것이다.It is an object of certain embodiments of the present invention to provide an improved active matrix organic light emitting display comprising a thin film transistor and an organic light emitting device deposited on a common substrate surface and an improved method of making the same.

발명의 요약SUMMARY OF THE INVENTION

본 발명의 한 가지 관점에 따르면, 유기 박막 트랜지스터의 제작 방법이 제공되는데, 이 방법은, 소스 및 드레인 전극을 증착하는 단계; 상기 소스 및 드레인 전극 표면에, 전하의 수용 또는 공여에 의하여 유기 반도체 재료를 화학적으로 도핑하기 위한 도펀트 모이어티 (moiety)와 이 도펀트 모이어티에 결합되고 상기 소스 및 드레인 전극에 선택적으로 결합된 별도의 부착 모이어티를 포함하는 재료의 박막 자가(自家) 조립형층을 형성하는 단계; 및 상기 소스 및 드레인 전극 사이의 채널 영역 중에 용매 및 유기 반도체 재료를 함유하는 용액을 증착하는 단계를 포함한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating an organic thin film transistor, comprising: depositing a source and a drain electrode; A dopant moiety on the surface of the source and drain electrodes for chemically doping the organic semiconductor material by the acceptance or donation of charges and a separate attachment to the dopant moiety selectively coupled to the source and drain electrodes Forming a thin film self-assembled layer of a material comprising a moiety; And depositing a solution containing a solvent and an organic semiconductor material in a channel region between the source and drain electrodes.

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도펀트 모이어티와 별도의 부착 모이어티의 사용은 선택된 OSC에 또는 선택된 OSC로부터 양호한 전하 이송이 달성되도록 상기 도펀트 모이어티를 선택하는 것을 가능하게 하고, 채널 유전체 (바텀-게이트 장치용) 또는 상기 소스와 드레인 사이의 기판 표면 (탑-게이트 장치용)이 아니라 선택된 소스/드레인 재료에 양호한 선택적 부착이 달성되도록 상기 부착 모이어티를 선택하는 것을 가능하게 한다.The use of a separate attachment moiety with the dopant moiety makes it possible to select the dopant moiety so as to achieve a good charge transfer from or to the selected OSC, and it is possible to select the dopant moiety from the channel dielectric (for the bottom-gate device) It is possible to select the attachment moiety so that a good selective attachment to the selected source / drain material is achieved rather than the substrate surface (for the top-gate device) between the drains.

그러한 배열은 US 제2005/133782호에 기재되어 있는 배열에 의하여 개선점을 제공하는데, 여기에서는 상기 도펀트 모이어티는 전하 이송과 소스/드레인 전극에 대한 부착이 달성되도록 선택된다. 특히, 본 발명은 양호한 도펀트들이기는 하지만 어떤 소스/드레인 전극 재료들에 대한 부착에는 양호하지 않거나 또는 어떠한 부착 특성도 없는 도펀트 모이어티들을 선택하기 위한 유연성을 더 갖도록 해준다. 그 밖에, 본 발명은 소스/드레인 전극에 대하여 선택적으로 부착하는 데에는 더 양호하지만, 어떠한 도펀트 특성도 없는 부착 모이어티들을 선택하기 위한 유연성을 더 갖도록 해준다. 예컨대, 상기 US 제2005/133782호에 기재되어 있는 벤조 니트릴 도펀트들은 어떤 OSC 재료용의 p형 도펀트로서 사용될 수 있고 팔라듐에 몇 가지 부착 특성들을 명확히 제공할 수 있으나, 상기 벤조 니트릴 도펀트들은 기타의 OSC 재료에 대하여 적절하지 않게 되고 (예컨대, 이들은 n형 OSC 재료들의 n형 도핑용으로 사용될 수 없다), 기타 형식의 소스/드레인 재료들에 양호한 선택적 결합을 제공하지 않을 수도 있다. 반면에, 본 발명은 OSC 및 소스/드레인 재료 어느 것에 대해서도, 전하 이송과 선택적 부착 양자에 최적화될 수 있는 재료로 된 박막 자가 조립형층을 제공한다.Such an arrangement provides an improvement by the arrangement described in US 2005/133782 wherein the dopant moiety is chosen such that charge transport and attachment to the source / drain electrode is achieved. In particular, the present invention allows for more flexibility to select dopant moieties that are not good for any source / drain electrode materials, or which have no adhesion properties, although these are good dopants. In addition, the present invention provides better flexibility for selectively attaching to source / drain electrodes, but more flexibility for selecting attachment moieties without any dopant properties. For example, the benzonitrile dopants described in US 2005/133782 can be used as p-type dopants for certain OSC materials and can clearly provide some adhesion properties to palladium, but the benzonitrile dopants can be used for other OSC (E.g., they can not be used for n-type doping of n-type OSC materials) and may not provide good selective bonding to other types of source / drain materials. On the other hand, the present invention provides thin self-assembled layers of a material that can be optimized for both charge transport and selective deposition, for both OSC and source / drain materials.

또한 본 발명은 광범위한 재료들을 사용하여 상기 소스/드레인 접촉을 정하고, 또한 이 층이 제공할 것으로 기대되는 관련 금속 트래킹 (tracking)을 정하는 것을 가능하게 해준다. 특정의 OSC 에너지 준위에 부합하기 위한 재료의 일 함수에 대한 요건 없이, 이들의 전도성 및 가공상의 이점을 위한 재료들이 선택될 수 있다. 이는 금 (및 팔라듐) 등의 통상 사용되는 소스/드레인 전극 재료들을 패턴화가 더 용이한 저가의 재료로 교체하는 것을 가능하게 할 것이다.The present invention also makes it possible to determine the source / drain contact using a wide range of materials and to determine the relevant metal tracking that this layer is expected to provide. Materials for their conductivity and processing advantages can be selected without the need for work function of the material to meet specific OSC energy levels. This will make it possible to replace commonly used source / drain electrode materials such as gold (and palladium) with less expensive materials that are easier to pattern.

그 밖에, 유기 박막 트랜지스터들의 조작 중에 금 등의 중금속류는 OSC 내로 확산되는 경향이 있고, 상기 OSC의 기능적 특성에 악영향을 끼친다는 것이 밝혀졌다. 본 발명은 이들 불리한 확산 영향을 받지 않는 소스/드레인 재료들의 선택을 가능하게 한다.In addition, it has been found that during operation of the organic thin film transistors, heavy metals such as gold tend to diffuse into the OSC and adversely affect the functional properties of the OSC. The present invention enables selection of source / drain materials that are not affected by these adverse diffusion effects.

나아가, 도펀트 모이어티와 별도의 부착 모이어티를 사용하면 특히 양호한 전하 이송이 용액 상태로부터 증착된 OSC에 또는 OSC로부터 일어나게 된다는 것이 밝혀졌다. 이론에 구애되는 것은 아니지만, 부착 모이어티는 OSC 용액이 증착될 때, 도펀트 모이어티를 용액 내로 투입시켜, OSC 막이 건조되는 동안 더 양호한 도핑을 결과로 한다고 믿어진다.Furthermore, it has been found that the use of a separate attachment moiety with a dopant moiety results in a particularly good charge transfer from or to the deposited OSC from the solution state. While not wishing to be bound by theory, it is believed that the attachment moiety results in doping moieties into the solution when the OSC solution is deposited, resulting in better doping during drying of the OSC film.

상기 부착 모이어티는, 예컨대 1개 이상의 공유 결합에 의하여 소스/드레인 전극에 화학 결합하는 수가 있다. 또한, 상기 부착 모이어티는, 에컨대 1개 이상의 공유 결합에 의하여 상기 도펀트 모이어티에 화학 결합할 수도 있다. 예컨대, 상기 부착 모이어티는 이탈기를 포함할 수 있으므로, 상기 이탈기가 이탈할 때, 그 부착 모이어티는 상기 소스 및 드레인 재료와 반응하여 상기 재료와 함께 결합을 형성한다. 예컨대, 상기 부착 모이어티는 실릴기, 티올기, 아민기 및 인산염기 중 적어도 1개를 함유할 것이다. 상기 부착 모이어티는 상기 소스 및 드레인 전극의 표면에 대한 결합능에 의하여 선택될 수 있고, 그렇게 되면 이들 전극으로 사용되는 상기 재료에 좌우되게 될 것이라는 사실을 인식하게 될 것이다. 예컨대, 티올류는 특히 금 및 은에 결합하기에 적절하고, 실란류는 산화물에 결합하기에 적절하다 (예를 들면, 표면이 산화된 금속으로 이루어진 SD 전극류).The attachment moiety may be chemically bonded to the source / drain electrode, for example, by one or more covalent bonds. The attachment moiety may also be chemically bonded to the dopant moiety by one or more covalent bonds, for example. For example, the attachment moiety may include a leaving group such that when the leaving group leaves, the attachment moiety reacts with the source and drain material to form a bond with the material. For example, the attachment moiety may contain at least one of a silyl group, a thiol group, an amine group, and a phosphate group. It will be appreciated that the attachment moieties can be selected by their ability to bond to the surface of the source and drain electrodes and will then depend on the material used for these electrodes. For example, thiols are particularly suitable for bonding to gold and silver, and silanes are suitable for bonding to oxides (for example, SD electrodes made of metal whose surface is oxidized).

그러한 배열들은 소스/드레인 전극에 상기 도펀트 모이어티를 강하게 고정시키고, 조작시 상기 소스/드레인으로부터 확산되는 것이나, 또는 채널 영역 등의 장치의 다른 영역으로부터 과량의 도펀트를 제거할 경우 세척 단계 중에 상기 도펀트 모이어티가 제거되는 것을 예방한다.Such arrangements can be used to strongly immobilize the dopant moiety to the source / drain electrode, to diffuse from the source / drain during operation, or to remove excess dopant from other areas of the device, such as channel regions, Prevent the moiety from being removed.

상기 도펀트 모이어티는 유기 반도체 재료로부터 전자를 수용함으로써, 유기 반도체 재료를 p 도핑시키는 전자 수용체일 수 있다. 좋기로는, p 도펀트는 LUMO 준위가 -4.3 eV 미만이므로 용이하게 전자를 수용한다. p 도펀트와 함께 사용하기 위한 유기 반도체 재료는 HOMO 준위가 -5.5 eV와 같거나 또는 그보다 높으므로, 전자를 공여한다. 가장 좋기로는, p 채널 장치에 대하여, 상기 도펀트의 LUMO 준위는 -4.3 eV 미만이고, 상기 유기 반도체 재료의 HOMO 준위는 -5.5 eV와 같거나 또는 그보다 높다.The dopant moiety may be an electron acceptor that accepts electrons from the organic semiconductor material, thereby p doping the organic semiconductor material. Preferably, the p dopant easily accepts electrons since the LUMO level is less than -4.3 eV. The organic semiconductor material for use with the p-dopant donates electrons since the HOMO level is equal to or higher than -5.5 eV. Most preferably, for a p-channel device, the LUMO level of the dopant is less than -4.3 eV, and the HOMO level of the organic semiconductor material is equal to or greater than -5.5 eV.

이들 음수 값과 관련한 오해를 피하기 위하여, 상기 "-5.5 eV와 같거나 또는 그보다 높다"라는 범위는 -5.4 eV를 포함하고 -5.6 eV를 제외하는 것이며, 또 상기 "-4.3 eV 미만"이라는 범위는 -4.4 eV를 포함하고 -4.2 eV를 제외하는 것이다.To avoid misunderstandings associated with these negative values, the range "above -5.5 eV or higher" includes -5.4 eV, excluding -5.6 eV, and the range "below -4.3 eV" Including -4.4 eV and excluding -4.2 eV.

HOMO 준위가 -5.5 eV와 같거나 또는 그보다 높은 반도체 유기 재료와 LUMO 준위가 -4.3 eV 미만인 도펀트의 조합은 소스 및 드레인 접촉 영역에 도전성 조성물을 생성하는 사실이 밝혀지게 되었다. 이론에 구애되는 것은 아니지만, HOMO 준위가 -5.5 eV와 같거나 또는 그보다 높은 유기 반도체 재료는 우수한 정공 이송 및 도입 특성들을 제공하지만 LUMO 준위가 -4.3 eV 미만인 도펀트는 유기 반도체 재료 중에서 자유 정공을 형성하기 위하여 이러한 유기 반도체 재료로부터 전자를 쉽게 수용한다는 사실이 가정된다.It has been found that the combination of a semiconductor organic material having a HOMO level equal to or higher than -5.5 eV and a dopant having a LUMO level of less than -4.3 eV produces a conductive composition in the source and drain contact regions. Although not wishing to be bound by theory, organic semiconductor materials with HOMO levels equal to or higher than -5.5 eV provide good hole transport and incorporation properties, but dopants with a LUMO level of less than -4.3 eV can form free holes in organic semiconductor materials It is assumed that electrons are readily accepted from such organic semiconductor materials.

p 도펀트의 경우에, 상기 유기 반도체 재료의 HOMO는 상기 도펀트의 LUMO보다 더 높은 것 (즉, 음수값이 더 적은것)이 좋다. 이는 유기 반도체 재료의 HOMO로부터 도펀트의 LUMO에 더 양호한 전자 이송을 제공한다. 그러나, 상기 유기 반도체 재료의 HOMO가 상기 도펀트의 LUMO보다 단지 약간만 낮으면, 여전히 전하 이송이 관찰된다. In the case of a p dopant, the HOMO of the organic semiconductor material is preferably higher (i.e., a lower negative value) than the LUMO of the dopant. This provides better electron transfer from the HOMO of the organic semiconductor material to the LUMO of the dopant. However, if the HOMO of the organic semiconductor material is only slightly lower than the LUMO of the dopant, charge transport is still observed.

p형 장치용 유기 반도체 재료는 HOMO가 4.6 내지 5.5 eV 범위인 것이 좋다. 이는 전극으로부터 그리고 상기 유기 반도체 재료를 통하여 양호한 정공의 도입 및 이송을 가능하게 해준다.The p-type organic semiconductor material preferably has a HOMO in the range of 4.6 to 5.5 eV. This allows the introduction and transport of good holes from the electrodes and through the organic semiconductor material.

상기 도펀트는 전하 중성 도펀트인 것이 좋고, 양성자성산(陽性子性酸) 도핑 시약 등의 이온종보다는 오히려 임의 치환된 테트라시아노퀴노디메탄 (TCNQ)이 가장 좋다. 고농도의 산을 전극에 인접하여 제공하면, 전극 재료의 방출을 수반하면서 전극이 부식되어 위를 덮고 있는 유기 반도체 재료의 분해를 야기하는 수가 있다. 더구나, 상기 산은 유기 반도체 재료와 상호 작용하여 장치의 성능에 유해한 전하 분리를 야기하는 수가 있다. 그러므로, TCNQ 등의 전하 중성 도펀트가 좋다.The dopant is preferably a charge neutral dopant, and tetracyanoquinodimethane (TCNQ) optionally substituted with an ion species such as a protonic acid doping reagent is most preferable. If a high concentration of acid is provided adjacent to the electrode, the electrode may corrode with the release of the electrode material, causing decomposition of the organic semiconductor material covering the stomach. Moreover, the acid may interact with the organic semiconductor material to cause charge separation that is detrimental to the performance of the device. Therefore, charge neutral dopants such as TCNQ are preferred.

상기 유기 반도체 재료는, 예컨대 잉크젯 프린팅 방식에 의하여 증착될 수 있도록 용액 가공성인 것이 좋다. 용액 가공성 재료류로서는 고분자, 덴드리머 (dendrimer) 및 저분자 (small molecule)를 들 수 있다.The organic semiconductor material is preferably solution-processed so that it can be deposited by, for example, an ink-jet printing method. Examples of the solution processable materials include polymers, dendrimers, and small molecules.

상기 임의 치환된 TCNQ는, 예컨대 테트라플루오로-테트라시아노퀴노디메탄 (F4-TCNQ) 등의 플로오로화 유도체가 좋다. 이 유도체는 전자 수용에 있어서 특히 양호하다는 것이 밝혀졌다.The optionally substituted TCNQ is preferably a fluorinated derivative such as tetrafluoro-tetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ). This derivative has been found to be particularly good for electron acceptance.

상기 조성물의 전도도는 상기 전극들 근처에서 10-6 S/cm 내지 10-2 S/cm의 범위인 것이 좋다. 그러나, 상기 조성물의 전도도는, 특정의 용도에 대하여 목적하는 특정의 전도도 값에 따라, 도펀트 농도를 변화시키거나 또는 상이한 유기 반도체 재료 및/또는 도펀트를 사용함으로써 쉽게 변화될 수 있다.The conductivity of the composition is preferably in the range of 10 -6 S / cm to 10 -2 S / cm near the electrodes. However, the conductivity of the composition can be easily varied by varying the dopant concentration or by using different organic semiconductor materials and / or dopants, depending on the specific conductivity value desired for the particular application.

전술한 p 채널 장치들의 대안으로서, 상기 도펀트 모이어티는 상기 유기 반도체 재료에 전자를 공여하기 위한 전자 공여체일 수 있으며, 이에 의하여 상기 유기 반도체 재료는 n 도핑된다.As an alternative to the aforementioned p-channel devices, the dopant moiety may be an electron donor for donating electrons to the organic semiconductor material, whereby the organic semiconductor material is n-doped.

상기 부착 모이어티 및 상기 도펀트 모이어티 사이에 스페이서기 (spacer group)를 제공할 수 있다. 스페이서기들은 OSC 내에서 상기 도펀트 모이어티들을 더 양호하게 배치하는 데 사용하여 더 양호한 도핑을 결과로 가져올 수 있다. 나아가, 상기 스페이서기들은 상기 OSC가 증착될 표면 내에 있어서 몇 가지 유연성을 제공할 수 있는데, 이는 그 표면에 상기 OSC의 더 양호한 막을 형성할 수 있다. 상기 스페이서기는 알킬렌 사슬, 예컨대, C1~C20 알킬렌 사슬일 수 있다. 상기 스페이서기는 소스 및 드레인 전극에 접근시 증가하는 도펀트 모이어티의 농도 구배를 형성하기 위해 상이한 길이로 될 수 있다.A spacer group may be provided between the attachment moiety and the dopant moiety. Spacers can be used to better position the dopant moieties within the OSC resulting in better doping. Further, the spacer groups can provide some flexibility in the surface on which the OSC is to be deposited, which can form a better film of the OSC on its surface. The spacer group may be an alkylene chain, for example, a C 1 -C 20 alkylene chain. The spacers may be of different lengths to form a concentration gradient of the dopant moiety that increases upon approach to the source and drain electrodes.

바텀-게이트 장치용으로, 유기 유전체 재료를 상기 유전체층 및 상기 소스 및 드레인 전극의 화학 특성에 큰 차이를 제공하는 데 이용함으로써, 소스 및 드레인 전극에 대한 부착 모이어티의 선택적 결합이 촉진된다.For bottom-gate devices, the selective bonding of the attachment moieties to the source and drain electrodes is facilitated by utilizing an organic dielectric material to provide a large difference in the chemistry of the dielectric layer and the source and drain electrodes.

이와 유사하게, 탑-게이트 장치용으로는, 유기 기판을 상기 유전체층 및 상기 소스 및 드레인 전극의 화학 특성에 큰 차이를 제공하는 데 이용함으로써, 소스 및 드레인 전극에 대한 부착 모이어티의 선택적 결합이 촉진된다.Similarly, for top-gate devices, selective bonding of the attachment moieties to the source and drain electrodes is facilitated by using an organic substrate to provide a large difference in the chemical properties of the dielectric layer and the source and drain electrodes do.

다른 배열에 있어서, 상기 유전체층 또는 상기 기판을 상기 유전체층 또는 상기 기판과 반대로 상기 소스 및 드레인 전극에 대한 부착 모이어티의 선택적 결합을 강화하기위해 처리할 수 있다.In another arrangement, the dielectric layer or the substrate may be treated to enhance selective bonding of the attachment moieties to the source and drain electrodes as opposed to the dielectric layer or the substrate.

본 발명의 또 한 가지 관점에 있어서, 전술한 방법들에 따라 제작된 유기 박막 트랜지스터가 제공된다. 상기 유기 박막 트랜지스터는 소스 및 드레인 전극과, 채널 영역 내에서 그 사이에 배치되는 용액 가공성 유기 반도체 재료를 포함하고, 상기 소스 및 드레인 전극은, 그 표면에 전하의 수용 또는 공여에 의하여 상기 유기 반도체 재료를 화학적으로 도핑하기 위한 도펀트 모이어티 및 상기 도펀트 모이어티에 결합되고 상기 소스 및 드레인 전극에 선택적으로 결합된 별도의 부착 모이어티를 포함하는 재료로 된 박막 자가 조립형층을 배치하고 있다.In another aspect of the present invention, there is provided an organic thin film transistor fabricated according to the above-described methods. Wherein the organic thin film transistor includes source and drain electrodes and a solution processable organic semiconductor material disposed therebetween in a channel region, wherein the source and drain electrodes are formed on the surface of the organic semiconductor material And a separate attachment moiety that is coupled to the dopant moiety and is selectively coupled to the source and drain electrodes.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 발광 장치의 제작 방법이 제공되는데, 이방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a light emitting device,

기판 위에 제1 전극을 증착하는 단계; 상기 제1 전극의 표면에 전하를 수용하거나 또는 공여함으로써 전하 이송 유기 반도체 재료를 화학적으로 도핑하기 위한 도펀트 모이어티 및 이 도펀트 모이어티와 상기 제1 전극에 결합되는 별도의 부착 모이어티를 포함하는 재료로 된 박막 자가 조립형층을 형성하는 단계; 용매와 전하 이송 유기 반도체 재료를 포함하는 용액을 상기 박막 자가 조립형층 위에 증착하는 단계; 상기 전하 이송 유기 반도체 재료층 위에 유기 발광 재료를 증착하는 단계; 및 상기 유기 발광 재료 위에 제2 전극을 증착하는 단계를 포함한다.Depositing a first electrode on the substrate; A dopant moiety for chemically doping the charge transporting organic semiconductor material by receiving or donating charge on the surface of the first electrode and a material comprising the dopant moiety and a separate attachment moiety coupled to the first electrode Forming a thin film self-assembling type layer comprising Depositing a solution comprising a solvent and a charge transporting organic semiconductor material on the thin film self-assembled layer; Depositing an organic light emitting material on the charge transporting organic semiconductor material layer; And depositing a second electrode over the organic light emitting material.

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이러한 본 발명의 관점에 따라, 도펀트 모이어티와 별도의 부착 모이어티를 포함하는 재료의 자가 조립형층이 그 위에 배치되는 저부 전극을 갖는 발광 디스플레이가 제공된다. 도전성 전하 도입층 형성을 위하여 반도체 재료는 상기 저부 전극 인접부에 상기 반도체 재료를 도핑하는 도펀트 모이어티와 함께 그 위에 배치된다. 상기 도펀트 모이어티를 상기 전극에 부착시킴으로써, 반도체 재료는 전극에 인접하여 더 강하게 도핑되는데, 이것은 양극으로부터 그 위에 배치된 발광 재료로 전하를 도입하는데 유리하다. 따라서, 본 발명은 선행 기술에서 이용되는 별도로 증착된 도전성 전하 도입층 및 반도체 전하 이송층의 대체물을 제공한다.In accordance with this aspect of the present invention, there is provided a light emitting display having a bottom electrode over which a self-assembled layer of material comprising a dopant moiety and a separate attachment moiety is disposed. A semiconductor material is disposed thereon with a dopant moiety doping the semiconductor material in the bottom electrode adjacent portion for forming a conductive charge injection layer. By attaching the dopant moiety to the electrode, the semiconductor material is more strongly doped adjacent to the electrode, which is advantageous for introducing charge from the anode into the light emitting material disposed thereon. Thus, the present invention provides a substitute for a separately deposited conductive charge transport layer and a semiconductor charge transport layer for use in the prior art.

전술한 바와 같이, 상기 도펀트 모이어티, 부착 모이어티 및 스페이서 모이어티는 유기 박막 트랜지스터의 본 발명의 실시 상태에 관련될 수 있다.As described above, the dopant moiety, the attachment moiety and the spacer moiety may be related to the embodiment of the present invention of the organic thin film transistor.

본 발명의 또 한 가지 관점에 따르면, 전술한 방법에 따라 제작된 발광 장치가 제공된다. 상기 발광 디스플레이는 기판, 이 기판 위에 배치되는 제1 전극, 이 제1 전극 위에 배치되는 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 유기 발광 재료, 상기 제1 전극 및 상기 유기 발광 재료 사이에 배치되는 유기 전하 이송 반도체 재료층을 포함하고, 여기서 상기 제1 전극은 전하를 수용 또는 공여함으로써 그 표면에 전하 이송 유기 반도체 재료를 화학적으로 도핑하기 위한 도펀트 모이어티 및 이 도펀트 모이어티와 상기 제1 전극에 결합된 별도의 부착 모이어티를 포함하는 재료로 된 박막 자가 조립형층을 배치하고 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a light emitting device manufactured according to the above-described method. The organic electroluminescent display according to claim 1, wherein the light emitting display comprises a substrate, a first electrode disposed on the substrate, a second electrode disposed on the first electrode, an organic light emitting material disposed between the first electrode and the second electrode, Wherein the first electrode comprises a dopant moiety for chemically doping a charge transporting organic semiconductor material onto a surface thereof by accepting or donating charge and a dopant moiety for chemically doping the charge transporting organic semiconductor material, And a separate attachment moiety coupled to the first electrode.

본 발명의 또 다른 관점에 있어서, 본 발명의 전술한 또 한 가지 관점에 따라 형성시킨 다수의 박막 트랜지스터와 다수의 발광 장치를 포함하는 활성 매트릭스 유기 발광 디스플레이가 제공된다. 한 가지 특히 양호한 실시 상태에 있어서, 상기 유기 발광 장치의 저부 전극 및 상기 유기 박막 트랜지스터의 소스/드레인 전극은 단일 단계법으로 도핑된다. 상기 도핑은 공통의 재료를 사용하는 것일 수도 있고, 또는 별법으로서 단일 단계 중에서 혼합된 도펀트를 사용하는 동시 도핑 (co-doping)을 이용할 수 있다.In another aspect of the present invention, there is provided an active matrix organic light emitting display comprising a plurality of thin film transistors and a plurality of light emitting devices formed in accordance with another aspect of the present invention. In one particularly preferred embodiment, the bottom electrode of the organic light emitting device and the source / drain electrodes of the organic thin film transistor are doped in a single step process. The doping may be using a common material, or alternatively, co-doping may be used using mixed dopants in a single step.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 단지 실시예로서 본 발명을 더 상세히 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of example only with reference to the accompanying drawings.

도 1은 기지의 탑-게이트 유기 박막 트랜지스터 배열을 나타내고 있다.Figure 1 shows a known top-gate organic thin film transistor array.

도 2는 기지의 바텀-게이트 유기 박막 트랜지스터 배열을 나타내고 있다.Figure 2 shows a known bottom-gate organic thin film transistor array.

도 3은 본 발명의 실시 상태에 따른 유기 박막 트랜지스터를 나타내고 있다.3 shows an organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시되어 있는 실시 상태에 따른 유기 박막 트랜지스터의 형성에 관련된 제작 단계를 예시하고 있다.4 illustrates a fabrication step associated with the formation of an organic thin film transistor according to the embodiment mode shown in Fig.

도 5는 본 발명의 실시 상태에 따른 자가 조립형층의 개요도를 나타내고 있다.5 shows a schematic diagram of a self-assembly type layer according to an embodiment of the present invention.

도 6은 기지의 유기 발광 장치 배열을 나타내고 있다.Fig. 6 shows a known organic light emitting device arrangement.

도 7은 본 발명의 실시 상태에 따른 유기 발광 장치 배열을 나타내고 있다.7 shows an arrangement of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 8은 공통의 기판 표면에 형성시키는 공정에 있어서 유기 박막 트랜지스터 및 유기 발광 장치를 나타내고 있다.Fig. 8 shows an organic thin film transistor and an organic light emitting device in a process of forming on a common substrate surface.

도 9는 공통의 기판 표면에 형성된 유기 박막 트랜지스터 및 유기 발광 장치를 나타내고 있다.9 shows an organic thin film transistor and an organic light emitting device formed on a common substrate surface.

양호한 실시 상태의 상세한 설명DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

도 3은 본 발명의 실시 상태에 따른 바텀-게이트 유기 박막 트랜지스터를 나타내는 것이다. 상기 구조는 도 2에 나타낸 선행 기술의 배열과 유사하며, 명확하게 하기 위하여 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 사용하였다. 도 3에 나타낸 배열의 중요한 차이점은 소스 및 드레인 전극 2, 4가 전하를 수용 또는 공여함으로써 그 표면에 유기 반도체 재료를 화학적으로 도핑하기 위한 도펀트 모이어티 및 이 도펀트 모이어티와 상기 소스 및 드레인에 결합된 별도의 부착 모이어티를 포함하는 재료로 된 박막 자가 조립형층 14를 배치한 것이다.FIG. 3 shows a bottom-gate organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention. The structure is similar to the arrangement of the prior art shown in Fig. 2, and for clarity, the same reference numerals are used for the same parts. An important difference of the arrangement shown in FIG. 3 is that the source and drain electrodes 2, 4 accept or charge electrical charges to chemically dope the organic semiconductor material on its surface and a dopant moiety for coupling the dopant moiety to the source and drain A self-assembled thin film layer 14 made of a material containing a separate attachment moiety.

상기 자가 조립형층 14의 개략도는 도 4에 예시되어 있다. 금 또는 은 소스-드레인 재료의 예로서는, 티올 부착기가 있는 도펀트를 사용할 수 있었다. 전형적인 도펀트 분자는 TCNQ이거나 또는 LUMO가 더 낮고 전형적인 OSC 재료와 함께 더 효율적인 도펀트 (전자 수용체)인 F4TCNQ를 들 수 있다.A schematic diagram of the self-assembling mold layer 14 is illustrated in FIG. As a gold or silver source-drain material, a dopant having a thiol-attaching group could be used. A typical dopant molecule is TCNQ or F4TCNQ, which is a lower dopant (electron acceptor) with a lower LUMO and a typical OSC material.

도 3에 예시되어 있는 바텀-게이트의 실행은 개략적인 횡단면으로 나타낸 도 5에 도시되어 있는 방법을 사용하여 형성되었다.The bottom-gate implementation illustrated in FIG. 3 has been formed using the method shown in FIG. 5 in schematic cross-section.

1. 게이트 증착 및 패턴화 12 (예컨대, ITO 피복 기판의 패턴화).1. Gate deposition and patterning 12 (e.g., patterning of ITO coated substrates).

2. 유전체 증착 및 패턴화 10 (예컨대, 가교 결합성, 광패턴화성 유전2. Dielectric deposition and patterning 10 (e. G., Cross-linking, photopatternable dielectric

체).sieve).

3. 소스-드레인 재료 증착 및 패턴화 2, 4 (예컨대, 금, 광식각법)3. Source-drain material deposition and patterning 2, 4 (e.g., gold, photolithography)

4. 소스-드레인 표면 처리 14. 상기 표면 처리는 상기 기판을 자가 조4. Source-drain surface treatment 14 . The surface treatment may be carried out in a self-

립형 단분자층 재료의 용액에 침지시키거나 또는 묽은 용액으로부터Lt; RTI ID = 0.0 > monolayer < / RTI > material or from a dilute solution

스핀 코팅에 의하여 피복시킴으로써 적용시켰다. 과량의 (부착되지 않By spin coating. Excessive (unattached

은) 재료는 세정에 의하여 제거될 수 있다. 소수성 유기 유전체의 사
용은 선택성을 허용하고, 상기 채널 영역에서의 상기 부착기들 자
The silver material can be removed by cleaning. A hydrophobic organic dielectric material
The dragon allows selectivity, and the attachers < RTI ID = 0.0 >

삭제delete

체의 부착을 방지한다. 상기 채널 영역이 도핑되게 되면, 상기 박막Prevents attachment of sieve. When the channel region is doped,

트랜지스터는 이것의 오프 상태 (off-state)인 상기 트랜지스터 에서
소스로부터 드레인으로 전류가 흐르도록 한다. [게이트 바이어스를
The transistor is in its off-state < RTI ID = 0.0 >
So that current flows from the source to the drain. [Gate bias

삭제delete

상기 트랜지스터를 턴 오프하는 데 적용하기 위한 공핍형 박막 트랜지A depletion type thin film transistor for application to turning off the transistor

스터를 제작하려면, 이 효과는 상기 채널 영역 내에서의 OSC의 제어된To produce a stutter, this effect is achieved by controlling the OSC in the channel region

도핑에 바람직한 방법이 될 수 있다는 데에 유의할 것.]Note that this can be a preferred method for doping.

5. 상기 OSC 8의 증착 (예컨대, 용액 가공성 고분자의 잉크젯 인쇄법5. Deposition of the OSC 8 (e.g., inkjet printing of a solution processable polymer

에 의하여).).

6. 도펀트 분자들이 접촉부 16 내에 있는 경우에 상기 도펀트 분자들6. When the dopant molecules are in contact 16 , the dopant molecules

은 상기 OSC와 상호 작용한다. LUMO가 깊은 수용체 도펀트에 대하여,Interact with the OSC. For LUMO deep receptor dopants,

전자들은 상기 OSC로부터 상기 도펀트로 이송되어 OSC의 국부 영역이Electrons are transported from the OSC to the dopant so that the local region of the OSC

전도되게 해준다. 이는 상기 소스 및 드레인 접촉부에서의 전하의 주It leads to evangelism. This is because the charge at the source and drain contacts

입 및 추출을 개선해 준다.Improves mouth and extraction.

이 기술은 탑-게이트 장치들에도 역시 적용할 수 있다. 이 경우에, 먼저 상기 소스-드레인층이 증착되고 패턴화된다. 이어서, 표면 처리는 OSC, 게이트 유전체 및 게이트 증착에 앞서서 소스-드레인층에 적용된다. 상기 소스-드레인 채널 영역 내에서, 노출된 기판에 그 자체로 부착되지 않는 도펀트용 부착 모이어티가 선택된다.This technique is also applicable to top-gate devices. In this case, the source-drain layer is first deposited and patterned. Subsequently, the surface treatment is applied to the source-drain layer prior to OSC, gate dielectric and gate deposition. Within the source-drain channel region, an attachment moiety for the dopant that is not itself attached to the exposed substrate is selected.

상기 도펀트의 부착을 예방하기 위한 처리는 특정의 위치에서 적용될 수 있 다. 선택성을 직접 달성할 수 없는 경우, 이는 상기 채널 영역에 대한 부착을 예방하는 데 요구되는 수가 있다.The treatment to prevent adhesion of the dopant can be applied at a specific location. If the selectivity can not be achieved directly, this is the number required to prevent adhesion to the channel region.

상기 소스-드레인 금속을 노출시킬 필요가 있는 경우 (예컨대, 후속하는 도전층에 대한 전기적 접촉을 위하여), 상기 도펀트층을 제거할 필요가 있거나 (예컨대, 광반응성 부착기, 직접 광패턴화, 레이저 절삭 등에 의하여), 또는 상기 도펀트층이 요구되는 곳을 한정하기 위한, 예비 표면 패턴화를 요하는 수도 있다. 또는, 상기 도펀트층이 박층이고 충분히 전도성인 경우, 상기 도펀드는 형성에 의한 전도성을 방해하는 일이 없이, 원위치에 남을 수 있다.If it is necessary to expose the source-drain metal (e.g., for electrical contact to a subsequent conductive layer), the dopant layer may need to be removed (e.g., photoreactive adhesive, direct light patterning, Or the like), or it may require preliminary surface patterning to define where the dopant layer is desired. Alternatively, if the dopant layer is thin and sufficiently conductive, the fund may remain in situ without interfering with conductivity by formation.

유기 박막 트랜지스터류에 대한 전술한 기술은 유기 발광 장치에도 역시 사용되어 전하 도입을 향상시킬 수 있다. 배경 기술 항목에서 이미 설명한 바 있는 도 6은 선행 기술 장치에 따른 유기 발광 장치의 구조를 나타내고 있다. 본 발명의 한 가지 관점에 따라, 상기 전도성 전하 도입 재료 105 및 반도체 전하 이송 재료 106으로 이루어진 별도의 층들은 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 도펀트 모이어티와 위에 반도체 재료가 배치되는 별도의 부착 모이어티를 포함하는 재료의 자가 조립형층 150으로 교체된다. 상기 도펀트 모이어티는 저부 전극 102에 인접한 반도체 재료 106을 도핑하여 그 위에 잔류하는 반도체 영역을 갖는 전도성 전하 도입 영역을 형성한다. 전극 102에 상기 도펀트 모이어티를 부착시킴으로써, 상기 반도체 재료가 상기 전극에 인접하여 더 강력하게 도핑되어, 양극으로부터 그 위에 배치되는 발광 재료 103에 전하를 도입하는 데 유리하다. 더욱이, 상기 도펀트 모이어티가 상기 저부 전극 102에 결합되기 때문에, 그 도펀트 모이어티는 사용시 상기 발광 장치를 통하여 확산할 수 없는데, 이는 산성이 매우 높은 PEDT-PSS를 유기 발광 장치에 사용되는 기타 재료에 약영향을 끼친다고 밝혀져 있는 전도성 정공 도입 재료로 사용하는 경우에 종전 기술에서는 문제가 될 수 있다.The above-described techniques for organic thin film transistors can also be used for organic light emitting devices to improve charge introduction. FIG. 6, which has already been described in the background section, shows the structure of the organic light emitting device according to the prior art device. According to one aspect of the present invention, separate layers of the conductive charge-transporting material 105 and the semiconductor charge transporting material 106 may be formed by depositing a dopant moiety and a separate attachment moiety 0.0 > 150 < / RTI > The dopant moiety dopes the semiconductor material 106 adjacent the bottom electrode 102 to form a conductive charge-entry region having a remaining semiconductor area thereon. By attaching the dopant moiety to the electrode 102 , the semiconductor material is more strongly doped adjacent to the electrode, which is advantageous to introduce charge from the anode into the light emitting material 103 disposed thereon. Moreover, since the dopant moiety is coupled to the bottom electrode 102 , the dopant moiety can not diffuse through the light-emitting device during use, because it is possible to use PEDT-PSS, which is highly acidic, It may be a problem in the prior art when it is used as a conductive hole injection material which is known to have a slight influence.

반도체 전하 이송 재료가 도핑되는 정도는 상기 부착 모이어티와 상기 도펀트 모이어티 사이에 스페이서를 사용함으로써 조절될 수 있다. 스페이서 길이가 상이한 도펀트 분자들의 혼합물을 사용하여 상기 반도체 재료에 전체에 걸쳐 상기 도펀트의 조절된 농도 구배를 제공할 수 있다. 더구나, 별개의 도펀트 및 부착 모이어티들을 사용하면, 장치 설계시 유연성을 제공하는 특정의 반도체 재료에 적절한 도펀트와 특정의 전극 재료에 적절한 부착 모이어티의 선택이 가능하게 된다.The degree to which the semiconductor charge transport material is doped can be controlled by using a spacer between the attachment moiety and the dopant moiety. A mixture of dopant molecules having different spacer lengths may be used to provide a controlled concentration gradient of the dopant throughout the semiconductor material. Moreover, the use of separate dopants and attachment moieties allows selection of appropriate attachment moieties for dopants and specific electrode materials that are appropriate for the particular semiconductor material that provides flexibility in device design.

본 명세서에 설명되어 있는 유기 박막 트랜지스터류 및 유기 발광 장치류는활성 매트릭스 유기 발광 디스플레이에 사용될 수 있는데, 여기서 상기 유기 발광 장치류는 상기 유기 박막 트랜지스터류에 의하여 구동되는 활성 매트릭스 유기 발광 디스플레이의 서브-화소 (sub-pixel)를 구성한다. 한 가지 특히 양호한 실시 상태에 있어서, 상기 유기 발광 장치의 저부 전극 및 상기 유기 박막 트랜지스터류의 소스/드레인 전극은 단일 단계법으로 도핑된다. 상기 도핑은 공통의 재료를 사용하는 것이거나 또는 별법으로서 단일 단계로 혼합된 도펀트를 사용하는 동시 도핑을 이용하는 것일 수 있다. 도 8은 공통의 기판 표면에 형성되는 유기 박막 트랜지스터 및 유기 발광 장치를 갖춘 제작 도중의 디스플레이의 일부를 나타내고 있다. 도 8(a)의 구조는 게이트 200과 양극 202의 증착 및 패턴화에 의하여, 예컨대 ITO 피복 기판을 패턴화시켜서 형성된다. 유전체 재료 204는, 예컨대 가교 결합성의 광패 턴화 가능한 유전체를 사용하여 증착 및 패턴화시킨다. 소스-드레인 재료 206, 208은, 예컨대 금층을 증착하고 광식각법을 사용하여 패턴화함으로써 증착 및 패턴화시킨다. 이어서, 뱅크 (bank) 재료 210을 증착 및 패턴화시켜서, 그 내부에 상기 유기 박막 트랜지스터와 상기 유기 발광 장치용의 웰 (well) 212, 214를 각각 구비하는 뱅크 구조를 형성한다.Organic thin film transistors and organic light emitting devices described herein can be used in an active matrix organic light emitting display wherein the organic light emitting devices are sub-active in an active matrix organic light emitting display driven by the organic thin film transistors, And forms a sub-pixel. In one particularly preferred embodiment, the bottom electrode of the organic light emitting device and the source / drain electrodes of the organic thin film transistors are doped in a single step process. The doping may be using a common material or alternatively using simultaneous doping using dopants mixed in a single step. Fig. 8 shows a part of a display during fabrication with an organic thin film transistor and an organic light emitting device formed on a common substrate surface. The structure of FIG. 8A is formed by patterning the ITO-coated substrate, for example, by vapor deposition and patterning of the gate 200 and the anode 202 . The dielectric material 204 is deposited and patterned using, for example, a cross-linkable, photo-patternable dielectric. The source-drain material 206 , 208 is deposited and patterned, for example by depositing a gold layer and patterning using photolithography. Then, a bank material 210 is deposited and patterned to form a bank structure including the organic thin film transistor and the wells 212 and 214 for the organic light emitting device, respectively.

도 8(a) 내지 8(b)에 예시되어 있는 주요 단계는 상기 유기 박막 트랜지스터의 소스/드레인과, 상기 유기 발광 장치의 양극 위에 도펀트 모이어티와 별도의 부착 모이어티를 포함하는 재료로 이루어진 자가 조립형층 216, 218의 증착 단계이다. 전술한 바와 같이, 상기 부착 모이어티는 상기 도펀트 모이어티에 결합되고, 상기 소스/드레인 및 양극에 선택적으로 결합한다. 한 가지 특히 양호한 실시 상태에 있어서, 상기 유기 발광 장치의 양극 및 상기 유기 박막 트랜지스터의 소스/드레인 전극은 단일 단계법으로 도핑된다. 이 도핑은 공통의 재료를 사용할 수 있다. 별법으로서, 혼합된 도펀트를 사용하는 동시 도핑이 이용될 수 있으며, 상기 혼합물의 도펀트들 중의 1개의 도펀트는 상기 소스/드레인에 선택적으로 결합하고, 상기 도펀트들 중의 다른 도펀트는 상기 양극에 선택적으로 결합한다.The main steps illustrated in FIGS. 8 (a) through 8 (b) are the source / drain of the organic thin film transistor and the self-alignment of a material comprising a dopant moiety and a separate attachment moiety on the anode of the organic light- Is the deposition step of the build-up layer 216, 218 . As noted above, the attachment moieties are coupled to the dopant moieties and selectively couple to the source / drain and the anodes. In one particularly preferred embodiment, the anode of the organic light emitting device and the source / drain electrodes of the organic thin film transistor are doped in a single step process. This doping can use a common material. Alternatively, simultaneous doping using a mixed dopant may be used, wherein one of the dopants of the mixture selectively couples to the source / drain, and the other dopant of the dopant is selectively coupled to the anode do.

상기 도핑 단계를 수행한 후, 상기 유기 박막 트랜지스터와 상기 유기 발광 장치의 잔류층들을 도 9에 나타낸 바와 같이 증착시킬 수 있다. 유기 반도체 재료 220은 상기 유기 박막 트랜지스터의 상기 소스 및 드레인 사이의 채널 영역에 증착된다. 전하 이송 유기 반도체 재료 222, 발광 재료 224, 음극 226이 증착되어 유기 발광 디스플레이를 형성한다.After the doping step, the organic thin film transistor and the remaining layers of the organic light emitting device may be deposited as shown in FIG. An organic semiconductor material 220 is deposited in the channel region between the source and the drain of the organic thin film transistor. A charge transporting organic semiconductor material 222 , a light emitting material 224 , and a cathode 226 are deposited to form an organic light emitting display.

따라서, 본 명세서에 설명되어 있는 기술들은 유기 박막 트랜지스터류, 유기 발광 장치류 및 활성 매트릭스 유기 발광 디스플레이류에 적용될 수 있다는 사실을 보여주고 있다. 그러나, 본 발명은 본 명세서의 양호한 실시 상태들을 참조로 하여 특별히 도시되고 설명되어 있으나, 이 기술 분야의 수련자들은 특허 청구의 범위에 정해져 있는 본 발명의 범위로부터 벗어나는 일이 없이 형태와 세부 사항에 여러 가지 변형을 행할 수 있다는 사실을 이해하게 될 것이다.Thus, the techniques described herein can be applied to organic thin film transistors, organic light emitting devices, and active matrix organic light emitting displays. Although the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. You will understand that you can do branch transformations.

Claims (31)

소스 및 드레인 전극을 증착하는 단계;Depositing a source and a drain electrode; 상기 소스 및 드레인 전극 표면에, 전하의 수용 또는 공여에 의하여 유기 반도체 재료를 화학적으로 도핑하기 위한 도펀트 모이어티 (moiety) 및 이 도펀트 모이어티에 결합되고 상기 소스 및 드레인 전극에 선택적으로 결합된 별도의 부착 모이어티를 포함하는 재료의 박막 자가(自家) 조립형층을 형성하는 단계로서 상기 부착 모이어티와 상기 도펀트 모이어티 사이에 스페이서기가 제공되는 것인 단계; 및A dopant moiety on the surface of the source and drain electrodes for chemically doping the organic semiconductor material by the acceptance or donation of charges and a separate attachment to the dopant moiety and selectively coupled to the source and drain electrodes Wherein a spacer group is provided between the attachment moiety and the dopant moiety as a step of forming a thin film self-assembled layer of a material comprising a moiety; And 상기 소스 및 드레인 전극 사이의 채널 영역 중에 용매 및 유기 반도체 재료를 함유하는 용액을 증착하는 단계Depositing a solution containing a solvent and an organic semiconductor material in a channel region between the source and drain electrodes 를 포함하는 유기 박막 트랜지스터의 제작 방법.Wherein the organic thin film transistor includes a first electrode and a second electrode. 제1항에 있어서, 상기 박막 자가 조립형층은 자가 조립형 단층인 것인 방법.The method of claim 1, wherein the thin film self-assembled layer is a self-assembled monolayer. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부착 모이어티는 1개 이상의 공유 결합에 의하여 상기 소스 및 드레인 전극에 화학적으로 결합되는 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the attachment moieties are chemically bonded to the source and drain electrodes by one or more covalent bonds. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부착 모이어티는 1개 이상의 공유 결합에 의하여 상기 도펀트 모이어티에 화학적으로 결합되는 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the attachment moiety is chemically bonded to the dopant moiety by one or more covalent bonds. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부착 모이어티는 도펀트 모이어티가 아닌 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the attachment moiety is not a dopant moiety. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부착 모이어티는 실릴기, 티올기, 아민기 및 인산염기 중 적어도 1개를 포함하는 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the attachment moiety comprises at least one of a silyl group, a thiol group, an amine group, and a phosphate group. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기 반도체 재료는 용액 가공성인 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the organic semiconductor material is solution processable. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소스 및 드레인 전극에 인접하여 도핑된 유기 반도체 재료는 전도도가 10-6 S/cm 내지 10-2 S/cm 범위인 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the doped organic semiconductor material adjacent to the source and drain electrodes has a conductivity in the range of 10 < -6 > S / cm to 10 < -2 > S / cm. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도펀트 모이어티는 전하 중성 도펀트인 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the dopant moiety is a charge neutral dopant. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도펀트 모이어티는 상기 유기 반도체 재료로부터 전자를 수용하기 위한 전자 수용체이고, 이에 의하여 상기 유기 반도체가 p 도핑되는 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the dopant moiety is an electron acceptor for receiving electrons from the organic semiconductor material, whereby the organic semiconductor is p-doped. 제10항에 있어서, 상기 도펀트는 LUMO 준위가 -4.3 eV 미만인 것인 방법.11. The method of claim 10, wherein the dopant has a LUMO level of less than -4.3 eV. 제10항에 있어서, 상기 유기 반도체 재료는 HOMO 준위가 -5.5 eV와 같거나 그보다 높은 것인 방법.11. The method of claim 10, wherein the organic semiconductor material has a HOMO level equal to or greater than -5.5 eV. 제10항에 있어서, 상기 유기 반도체 재료의 HOMO는 상기 도펀트의 LUMO보다 높은 것인 방법.11. The method of claim 10 wherein the HOMO of the organic semiconductor material is higher than the LUMO of the dopant. 제10항에 있어서, 상기 유기 반도체 재료는 HOMO가 -4.6 내지 -5.5 eV 범위인 것인 방법.11. The method of claim 10, wherein the organic semiconductor material has a HOMO in the range of -4.6 to -5.5 eV. 제10항에 있어서, 상기 도펀트는 임의 치환 테트라시아노퀴노디메탄 (TCNQ)인 것인 방법.11. The method of claim 10, wherein the dopant is optionally substituted tetracyanoquinodimethane (TCNQ). 제15항에 있어서, 상기 임의 치환 TCNQ는 이것의 플로오로화 유도체인 것인 방법.16. The method of claim 15, wherein the optionally substituted TCNQ is a fluorinated derivative thereof. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도펀트 모이어티는 상기 유기 반도체 재료에 전자를 공여하기 위한 전자 공여체이고, 이에 의하여 상기 유기 반도체는 n 도핑되는 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the dopant moiety is an electron donor for donating electrons to the organic semiconductor material, whereby the organic semiconductor is n-doped. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스페이서기는 알킬렌 사슬, 좋기로는 C1~C20 알킬렌 사슬을 포함하는 것인 방법.3. A process according to claim 1 or 2, wherein said spacer group comprises an alkylene chain, preferably a C 1 -C 20 alkylene chain. 제1항 또는 제2항에 있어서, 소스 및 드레인 전극에 접근시 증가하는 도펀트 모이어티의 농도 구배를 형성하기 위해 길이가 상이한 스페이서기들을 제공하는 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein spacers of different lengths are provided to form an increasing concentration gradient of the dopant moiety upon approaching the source and drain electrodes. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기 박막 트랜지스터는 기판 위에 배치되는 게이트 전극과 상기 게이트 전극 위에 배치되는 유전체 재료층을 포함하는 바텀-게이트 (bottom-gate) 장치이고, 상기 소스 및 드레인 전극들은 상기 유전체 재료 위에 배치되는 것인 방법.The organic thin film transistor of claim 1 or 2, wherein the organic thin film transistor is a bottom-gate device including a gate electrode disposed on a substrate and a dielectric material layer disposed on the gate electrode, Are disposed on the dielectric material. 제20항에 있어서, 상기 유전체 재료는 유기 유전체 재료를 포함하는 것인 방법.21. The method of claim 20, wherein the dielectric material comprises an organic dielectric material. 제20항에 있어서, 상기 유전체 재료층을 처리하여 상기 소스 및 드레인 전극에 대한 상기 부착 모이어티의 선택적 결합을 증대시키는 것인 방법.21. The method of claim 20, wherein the dielectric material layer is treated to enhance selective bonding of the attachment moieties to the source and drain electrodes. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기 박막 트랜지스터는 소스 및 드레인 전극들이 기판 위에 배치된 탑-게이트 (top-gate) 장치이고, 상기 유기 반도체 재료는 상기 소스 및 드레인 전극 위와 이들 사이의 채널 영역 중에 배치되며, 유전체 재료는 상기 유기 반도체 재료 위에 배치되고, 게이트 전극은 상기 유전체 재료 위에 배치되는 것인 방법.The organic thin film transistor according to claim 1 or 2, wherein the organic thin film transistor is a top-gate device in which source and drain electrodes are disposed on a substrate, and the organic semiconductor material is disposed on the source and drain electrodes, Region, a dielectric material is disposed over the organic semiconductor material, and a gate electrode is disposed over the dielectric material. 제23항에 있어서, 상기 기판은 유기 유전체 재료를 포함하는 것인 방법.24. The method of claim 23, wherein the substrate comprises an organic dielectric material. 제23항에 있어서, 상기 기판을 처리하여 상기 소스 및 드레인 전극에 대한 상기 부착 모이어티의 선택적 결합을 증대시키기 위하는 것인 방법.24. The method of claim 23, wherein the substrate is processed to enhance selective bonding of the attachment moieties to the source and drain electrodes. 기판 위에 제1 전극을 증착하는 단계;Depositing a first electrode on the substrate; 상기 제1 전극의 표면에 전하를 수용하거나 또는 공여함으로써 전하 이송 유기 반도체 재료를 화학적으로 도핑하기 위한 도펀트 모이어티 및 이 도펀트 모이어티와 상기 제1 전극에 결합되는 별도의 부착 모이어티를 포함하는 재료로 된 박막 자가 조립형층을 형성하는 단계로서 상기 부착 모이어티와 상기 도펀트 모이어티 사이에 스페이서기가 제공되는 것인 단계;A dopant moiety for chemically doping the charge transporting organic semiconductor material by receiving or donating charge on the surface of the first electrode and a material comprising the dopant moiety and a separate attachment moiety coupled to the first electrode Wherein a spacer group is provided between the attachment moiety and the dopant moiety; 용매와 전하 이송 유기 반도체 재료를 포함하는 용액을 상기 박막 자가 조립형층 위에 증착하는 단계;Depositing a solution comprising a solvent and a charge transporting organic semiconductor material on the thin film self-assembled layer; 상기 전하 이송 유기 반도체 재료층 위에 유기 발광 재료를 증착하는 단계; 및Depositing an organic light emitting material on the charge transporting organic semiconductor material layer; And 상기 유기 발광 재료 위에 제2 전극을 증착하는 단계Depositing a second electrode on the organic light emitting material 를 포함하는 발광 장치의 제작 방법.Emitting device. 제1항 또는 제2항의 방법을 따르는 다수의 박막 트랜지스터를 형성시키는 것과, 제26항의 방법을 따르는 다수의 발광 장치를 형성시키는 것을 포함하는 활성 매트릭스 유기 발광 디스플레이의 제작 방법.Forming a plurality of thin film transistors conforming to the method of claims 1 or 2 and forming a plurality of light emitting devices following the method of claim 26. A method of manufacturing an active matrix organic light emitting display, 제27항에 있어서, 상기 유기 발광 장치의 제1 전극과 상기 유기 박막 트랜지스터의 소스 및 드레인 전극은 단일의 증착 단계로 도핑되는 것인 방법.28. The method of claim 27, wherein the source and drain electrodes of the organic thin film transistor and the first electrode of the organic light emitting device are doped with a single deposition step. 제28항에 있어서, 상기 유기 발광 장치의 제1 전극과 상기 유기 박막 트랜지스터의 소스 및 드레인 전극은 공통의 도펀트를 사용하여 도핑되는 것인 방법.29. The method of claim 28, wherein the first electrode of the organic light emitting device and the source and drain electrodes of the organic thin film transistor are doped using a common dopant. 제28항에 있어서, 상기 유기 발광 장치의 제1 전극과 상기 유기 박막 트랜지스터의 소스 및 드레인 전극은 혼합된 도펀트를 사용하여 도핑되는 것인 방법.29. The method of claim 28, wherein the first electrode of the organic light emitting device and the source and drain electrodes of the organic thin film transistor are doped using a mixed dopant. 삭제delete
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101400757B (en) * 2006-03-14 2013-05-15 Lg化学株式会社 Organic light emitting diode having high efficiency and process for fabricating the same
GB2455096B (en) * 2007-11-27 2011-11-02 Cambridge Display Tech Ltd Organic thin film transistors and methods of making the same
DE102008036062B4 (en) * 2008-08-04 2015-11-12 Novaled Ag Organic field effect transistor
GB2467357B (en) * 2009-01-30 2011-09-21 Cambridge Display Tech Ltd Organic thin film transistors
WO2012033075A1 (en) * 2010-09-07 2012-03-15 日本化薬株式会社 Organic semiconductor material, field-effect transistor, and manufacturing method therefor
GB201116251D0 (en) 2011-09-20 2011-11-02 Cambridge Display Tech Ltd Organic semiconductor composition and organic transistor
GB201118997D0 (en) 2011-11-03 2011-12-14 Cambridge Display Tech Ltd Electronic device and method
EP2840622B1 (en) 2013-08-19 2019-02-13 Novaled GmbH Electronic or optoelectronic device comprising an anchored thin molecular layer, process for its preparation and compound used therein
CN106463627B (en) * 2014-04-14 2019-06-28 东丽株式会社 Photovoltaic element
WO2016124533A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-11 Basf Se Organic field-effect-transistors with low contact resistance

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007013138A (en) 2005-06-28 2007-01-18 Samsung Electronics Co Ltd Method for manufacturing organic thin film transistor and organic thin film transistor manufactured by the method

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5723873A (en) 1994-03-03 1998-03-03 Yang; Yang Bilayer composite electrodes for diodes
US5798170A (en) 1996-02-29 1998-08-25 Uniax Corporation Long operating life for polymer light-emitting diodes
EP0947123B1 (en) 1996-07-29 2002-02-27 Cambridge Display Technology Limited Electroluminescent devices with electrode protection
GB9718393D0 (en) 1997-08-29 1997-11-05 Cambridge Display Tech Ltd Electroluminescent Device
NO312867B1 (en) * 1999-06-30 2002-07-08 Penn State Res Found Apparatus for electrically contacting or insulating organic or inorganic semiconductors, as well as a method for making them
DE10153656A1 (en) 2001-10-31 2003-05-22 Infineon Technologies Ag Process for reducing the contact resistance in organic field effect transistors by applying a reactive intermediate layer that doses the organic semiconductor layer in the contact region in a regio-selective manner
JP2005513788A (en) * 2001-12-19 2005-05-12 アベシア・リミテッド Organic field effect transistor with organic dielectric
DE10228772A1 (en) 2002-06-27 2004-01-15 Infineon Technologies Ag Reduction of the contact resistance in organic field effect transistors with palladium contacts by using nitriles and isonitriles
TW554525B (en) 2002-08-28 2003-09-21 Ind Tech Res Inst Organic integration device of thin film transistor and light emitting diode
JP4483243B2 (en) * 2003-09-11 2010-06-16 セイコーエプソン株式会社 Film, method for forming the same, and semiconductor device and method for manufacturing the same
KR100592503B1 (en) * 2004-02-10 2006-06-23 진 장 Fabrication method of thin-film transistor array with self-organized organic semiconductor
JP4341529B2 (en) * 2004-11-05 2009-10-07 セイコーエプソン株式会社 Electronic device, method for manufacturing electronic device, and electronic apparatus
WO2006116584A2 (en) 2005-04-27 2006-11-02 Dynamic Organic Light, Inc. Light emitting polymer devices using self-assembled monolayer structures
US20070128762A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 Lucent Technologies Inc. Growing crystaline structures on demand

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007013138A (en) 2005-06-28 2007-01-18 Samsung Electronics Co Ltd Method for manufacturing organic thin film transistor and organic thin film transistor manufactured by the method

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